模拟电子技术—高职电子信息—吕玉明第1章 常用半导体器件.ppt

1.4.2绝缘栅场效应管 （1）结构及符号 N沟道增强型绝缘栅场效应管的结构如图1-26（a）所示。1-26（b）所示为N沟道增强型MOS管的符号，箭头方向表示衬底与沟道间是由P指向N， 即可识别出该管是N沟道，1-26（c）为P沟道增强型MOS管的符号，箭头方向与图1-26（b）相反。 当UGS＝0时，由于UDS为正向电压，漏极与衬底之间的PN结反向偏置，则漏极电流ID＝0。 当UGS＞0时，栅极与衬底之间产生了一个垂直于二氧化硅薄层、由栅极g指向衬底的电场。这个电场的作用是排斥栅极附近P型衬底中的空穴而吸引电子。当UGS增大到一定程度，在二氧化硅绝缘层与P型衬底的交界面附近积累了较多的电子，形成了N型薄层，称之为反型层。这个电子薄层成为漏极与源极之间的导电沟道。当加上漏源电压UDS之后，就会有漏极电流ID通过沟道。通常将刚出现漏极电流ID时所对应的栅源电压称为开启电压，用UGS（th）表示。 当UGS＞UGS（th）时，随着UGS增大，导电沟道变宽、沟道电阻减小、ID增大。由此可利用UGS对ID进行控制。 （3）特殊曲线 N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的转移特性曲线如图1-30（a）所示。其输出特性曲线如图1-30（b）所示。这种管子的UGS不论是正、负或零，都可以控制ID，这是耗尽型绝缘栅场效应管的一个重要特点。 1.5.1稳压二极管 除了前面已讨论的普通二极管外，还有一些特殊用途的二极管，如稳压二极管、发光二极管、光电二极管等。 稳压二极管简称稳压管，其结构与普通二极管相同，在制造工艺上采取了适当的措施，使稳压管工作于反向击穿状态下。当稳压管在工作时， 微小的端电压变化会引起通过其中的电流的较大变化，利用这种特性把稳压管与适当的电阻配合，就能在电路中起到稳定电压的作用。 1.5 特殊二极管 1.稳压二极管的伏安特性 稳压二极管的伏安特性曲线如图1-31（b）所示。稳压二极管的正向特性与普通二极管相同，其主要区别是稳压二极管的反向特性曲线比普通二极管更陡。稳压二极管的反向击穿电压为稳定工作电压，用UZ表示。 1.5.2发光二极管与光电二极管 1．发光二极管 发光二极管与普通二极管相同，也是利用一个PN结制成。它也具有单向导电性，但在正向导通时能发光，它是直接把电能转换为光能的器件。它的类型很多，有单色发光二极管、红外发光二极管、激光发光二极管等。 2．光电二极管 光电二极管与普通二极管相似，也是利用一个PN结制成，但外形结构不同。普通二极管的PN结被封装在不透明的管壳内，以避免外部光照的影响；而光电二极管的管壳上开有一个透明的窗口，使外部光线能透过该窗口照射到PN结上。光电二极管的结构及电路符号如图1-32（b）所示。 * * * * 第1章 常用半导体器件 1.1 半导体和PN结 1.2 半导体二极管 1.4 场效应管 1.5 特殊二极管 1.3 半导体三极管 1.6实训 本章要求： 1. 了解N型和P型半导体结构 理解PN结的形成及单向导电性 掌握二极管的伏安特性和三极管的放大作用 熟悉二极管和三极管的主要参数 第1章 常用半导体器件 1.1.1 半导体的特性: 1.自然界中的各种物质，按导电能力可划分为导体、绝缘体和半导体三大类。半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。 半导体对温度敏感。 半导体对光照敏感。 半导体掺杂后导电能力剧增。 1.1 半导体和PN结 2.半导体共价键结构： 在电子器件中，常用的半导体材料是硅（Si）和锗(Ge)。完全纯净、结构完整的半导体晶体，称为“本征半导体”。 在共价键的束缚下，其原子的最外层电子不像金属那样容易挣脱出来而成为自由电子，在外界条件为热力学零度和无外界激发时，价电子不能自由移动，此时半导体是不导电的。 自由电子和空穴都称为载流子。由于不断地本征激发，又不断地复合，在一定的温度或光照条件下达到动态平衡，这时半导体中的两种载流子数目保持相对稳定。当温度越高、光照越强，半导体中的两种载流子的数目越多，导电性能就越好。 3.杂质半导体 在本征半导体中有选择地掺入微量的其它元素，我们称之为“杂质半导体”，掺杂后半导体的导电能力显著增加。 N型半导体 P型半导体 1.1.2 PN结 1.PN结的形成 自由电子和空穴都要从各自浓度高的区域向浓度低的区域扩散，在N型半导体和P型半导体的交界面两侧形成了一个很薄的区域通常称为 “空间电荷区”，也称之为“PN”结。 正负空间电荷在交界面形成一个电场，称为内电场，其方向是从N区指向P区。 2.PN结的单向导电性 在PN结两端外加电压，称为给PN结以偏置电压。 （1）PN结加正向电压（正向偏置） 多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。 电流的实际方向从P区流向N区。这时PN结处于正向导通状态。 （2）PN结加反向电压（反